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    [技术]OptiSystem应用：光纤陀螺仪系统设计 [复制链接]

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    科学家
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-08-24
    光纤陀螺仪系统设计：DC检测方法[1] NOmFQ)/ &  
    #v; :K8  
    使用理想元件，输出光电流（I）为 ~G1B}c]  
    0g9y4z{H  
    (1) 0BH-kr  
    k"|Fu   
    其中 φs 是萨格纳克相移 ， Io  是以零角速度情况计算出的电流 9/_~YY=/h  
    q4v:s   
    (2) P *&Cght>0  
    H@b4(6  
    P 是光源光功率， σ 是光电检测器的响应度（在我们的案例中等于1）。在等式（2）中将光功率除以2是因为在耦合器处功率损失了一半。 一旦 φs 确定了， 我们可以计算 j2%fAs<  
    Lp(i&A  
    (3) .>Qa3,v5  
    |w+ O.%=  
    其中 L 是光线长度, D 是环直径, λ 是光源波长，由此来确定环路Ω 的角速度。注意，由于等式（1）具有余弦，因此直流技术无法区分正负速度。 s bd$.6 |&  
    M:dH>  
    图1.FOG DC检测布局 #lO ^PK  
    光纤陀螺仪系统设计：相位调制方法[2] 7Ck3L6J#  
    `"o{MaFA  
    当尝试测量非常低的角旋转速率时，DC方法不是很准确，所以通常使用相位调制技术。 对于该设置，光检测信号 oJQ \?~  
    PEMBh?)g  
    (4) o=6 <?v7  
    ?L0|$#Iw  
    将相位调制器幅度选择到+/-0.9 rad ，给出最大化J1(Φm) = 0.581517 的项Φm = 1.8 。提取调制频率ωm的余弦级数 \}~71y}  
    ym+Ezb#o  
    (5) G1\F7A  
    %w?C)$Kn\  
    公式3得到角速度。我们可以重新排列找到φ_𝑠，然后再次使用公式（3）找到角速度。 注意，在这种情况下，由于等式（5）具有正弦关系，所以我们可以确定角速度的大小和方向。另外，在这种情况下, 在等式（2）中，零速电流不是𝐼_𝑜=𝜎𝑃/2 而是 𝐼_𝑜=𝜎𝑃/8因为在光到达光电二极管的时候，其功率已经被耦合器减半了三次。 $f%om)  
    E]}_hZU  
    图2.OptiSystem设计的调制技术原理图（资料来源：REF）（注：光纤偏振器未包含在设计中）
    W23Q>x&S  
    对于以下的OptiSystem设计，角速度已设置为7.27e-5rad / s（地球的转速）。 I-FOG的设置显示在红色框中（在全局参数下）。 通过使用相移分量来应用萨格纳克相移，计算如下: |>OBpb  
    A!Tm[oqu  
     Q7-iy  
    x6^Y&,y9kU  
    在这里，我们根据前面的方程，使用C ++组件来计算角速度。 测得的角速度（在C ++组件下显示为结果）为7.29e-5rad / s。 jz]}%O  
    i]OEhB Y  
    图3.FOG 相位调制
    /4N?v. jf  
     
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